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深部煤层顶板砂岩弹性模量与孔隙度关系模型研究

Ｔｈｅ ｓｔｕｄｙ ｏｆ ｔｈｅ ｒｅｌａｔｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｂｅｔｗｅｅｎ ｅｌａｓｔｉｃ ｍｏｄｕｌｕｓ ａｎｄ ｐｏｒｏｓｉｔｙ ｉｎ ｄｅｅｐ ｃｏａｌ ｓｅａｍ ｒｏｏｆ ｓａｎｄｓｔｏｎｅ

    摘要
  • 摘要: 岩体弹性模量与岩体组分、内部结构及所处应力状态密切相关。 本文将孔隙看作岩石中 弹性模量为零的组成物质，建立了岩石整体弹性模量与各组成物质的弹性模量、体积分数关系的 模型。 结合花岗岩、深部煤岩、顶板砂岩、人工配比的高压胶结砂岩等多种脆性岩体的实验结果， 确定深部顶板砂岩的模型参数。 并针对深部顶板砂岩进行了循环加卸载声发射实验，确定了岩 石弹性阶段弹性模量随孔隙度的变化规律。 结果表明，本模型弹性模量计算值与实验测量值平 均误差为２*１１％，说明本文建立的弹性模量与孔隙度关系的模型是适用的。

     

    Abstract: Ｒｏｃｋｍａｓｓ*ｓｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，ｉｎｎｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ⁃ ｔｉｃｓａｎｄｓｔｒｅｓｓ⁃ｓｔｒａｉｎｓｔａｔｅ*ＢｙａｓｓｕｍｉｎｇｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｏｆｐｏｒｅｔＲｏｃｋｍａｓｓ*ｓｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｉｔｓｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎｓ，ｉｎｎｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓ⁃ ｔｉｃｓａｎｄｓｔｒｅｓｓ⁃ｓｔｒａｉｎｓｔａｔｅ*Ｂｙａｓｓｕｍｉｎｇｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｏｆｐｏｒｅｔｈａｔａｓａｐａｒｔｏｆｒｏｃｋｉｓｚｅｒｏ，ａｒｅｌａ⁃ ｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｒｏｃｋａｎｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｓｗｅｌｌａｓｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｗａｓｄｅｒｉｖｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ*Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｉｓｍｏｄｅｌｏｆｄｅｅｐｒｏｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｒｉｔｔｌｅｒｏｃｋｓｓｕｃｈａｓｇｒａｎｉｔｅ，ｄｅｅｐｃｏａｌｒｏｃｋ，ｒｏｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅａｎｄ ｈｉｇｈｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓａｎｄｓｔｏｎｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙａｒｔｉｆｉｃｉａｌｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ*Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｅｘｐｅｒ⁃ ｉｍｅｎｔｏｆｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇｏｎｄｅｅｐｒｏｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｃｈａｎｇｅ ｒｕｌｅｂｅｔｗｅｅｎｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｉｎｔｈｅｒｏｃｋｅｌａｓｔｉｃｐｈａｓｅａｎｄｐｏｒｏｓｉｔｙ*Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｅｒｒｏｒｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｅ⁃ ｌａｓｔｉｃｉｔｙｍｏｄｕｌｕｓｗａｓ２*１１％，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｒｅｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂｅｔｗｅｅｎｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｐｏｒｏｓｉｔｙ ｕｎｄｅｒｓｔｒｅｓｓｗａｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅ* ｈａｔａｓａｐａｒｔｏｆｒｏｃｋｉｓｚｅｒｏ，ａｒｅｌａ⁃ ｔｉｏｎａｌｍｏｄｅｌｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｏｆｔｈｅｗｈｏｌｅｒｏｃｋａｎｄｃｏｍｐｏｎｅｎｔａｓｗｅｌｌａｓｖｏｌｕｍｅｆｒａｃｔｉｏｎｓ ｗａｓｄｅｒｉｖｅｄｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ*Ｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｉｎｔｈｉｓｍｏｄｅｌｏｆｄｅｅｐｒｏｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｗｅｒｅｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｂｙｔｈｅ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｂｒｉｔｔｌｅｒｏｃｋｓｓｕｃｈａｓｇｒａｎｉｔｅ，ｄｅｅｐｃｏａｌｒｏｃｋ，ｒｏｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅａｎｄ ｈｉｇｈｃｅｍｅｎｔａｔｉｏｎｓａｎｄｓｔｏｎｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙａｒｔｉｆｉｃｉａｌｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎｉｎｇ*Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅａｃｏｕｓｔｉｃｅｍｉｓｓｉｏｎｅｘｐｅｒ⁃ ｉｍｅｎｔｏｆｃｙｃｌｉｃｌｏａｄｉｎｇａｎｄｕｎｌｏａｄｉｎｇｏｎｄｅｅｐｒｏｏｆｓａｎｄｓｔｏｎｅｗａｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｃｈａｎｇｅ ｒｕｌｅｂｅｔｗｅｅｎｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓｉｎｔｈｅｒｏｃｋｅｌａｓｔｉｃｐｈａｓｅａｎｄｐｏｒｏｓｉｔｙ*Ｔｈｅｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔ ｔｈｅａｖｅｒａｇｅｅｒｒｏｒｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｃａｌｃｕｌａｔｅｄｖａｌｕｅａｎｄｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｅ⁃ ｌａｓｔｉｃｉｔｙｍｏｄｕｌｕｓｗａｓ２*１１％，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｄｔｈａｔｒｅｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂｅｔｗｅｅｎｅｌａｓｔｉｃｍｏｄｕｌｕｓａｎｄｐｏｒｏｓｉｔｙ ｕｎｄｅｒｓｔｒｅｓｓｗａｓａｐｐｌｉｃａｂｌｅ*

     

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